高中生物影响光合作用速率的环境因素综合题

某课外小组的同学为了探究不同条件对植物光合作用速率的呼吸作用速率的影响，做了如下实验：用8株各有20片叶片、大小和长势相似的天竺葵盆栽植株，分别放在密闭的玻璃容器中，在不同实验条件下，利用传感器定时测定密闭容器中二氧化碳含量的变化。实验结果统计如下表。请分析回答下列问题。

（1）表中序号①③⑤⑦可构成一个相对独立的实验组合，在该实验组合中，自变量是____________，主要的无关变量是________________、________________ (至少答两个）
（2）序号②④⑥⑧可构成另一个相对独立的实验组合，该实验组合研究的题目是______________，根据实验结果统计数据可以得出的基本结论是__________________________________________________________________________
（3）在光照强度为1000Ls,温度为30摄氏度时，12小时每株天竺葵可积累葡萄糖约______g(保留小数点后1位)。

下图一为某植物在不同O₂浓度条件下，无氧呼吸与有氧呼吸的CO₂

  释放体积量变化曲线，图二为不同光照强度条件下，光合作用CO₂体积变化量
曲线。假定图一图二情况下，呼吸速率相同,呼吸底物全部为葡萄糖；图一中氧
气的吸收量用a表示数值，有氧与无氧呼吸共同释放的二氧化碳总量用b表示
数值。请据图回答下列问题：
（1）      图一中，当O₂浓度为_________范围时，a=b。O₂浓度为A时，有氧呼吸与无氧呼吸释放的CO₂量的比值是_________，a与b的关系式是_________。
O₂浓度为B时，无氧呼吸与有氧呼吸消耗的葡萄糖之比是______________。
（2）          图二为氧浓度为A点时测量的光合作用随光照强度变化的速率曲线。则光
照强度为F时，光合作用吸收的CO₂量分别表示为_____（仅用字母a表示）。
（3）          当植物从光照强度F点突然降至0，则光合作用过程中五碳化合物含量的
变化是        ，引起五碳化合物含量变化的原因是            。
（4）除了光照强度之外，影响光合作用速率的环境因素还有              

植物的光合速率受环境中光照强度、CO₂浓度及温度等因素的影响。已知某种植物在一定光照、温度及CO₂浓度条件下光合速率曲线如下图所示。现需要设计实验探究在图中所示的最适温度和光照强度下，该植物最适CO₂浓度。实验室现提供此种植物的生理状况与面积相同的叶圆片，浓度分别为0.5%、1%、2%、4%的NaHCO₃溶液，注射器，烧杯等。

（1）实验假设：                                                            。
（2）该实验应将光照强度控制在       klx，温度       ℃，从而使实验中的其他条件处于最适宜状态。
（3）实验步骤：
① 取材：取上述叶圆片数片，用              方法排除叶肉细胞间隙中的空气，使叶片充以水分，沉于盛有水的烧杯底部，备用。
② 分组：                                                                     。
③ 处理：                                                                     。
④ 观察指标：                                                  。
（4）请设计一张用于记录实验结果的表格。
（5）请预测实验结果并用直方图表示。

(10分)下图表示北方春季晴天某密闭大棚内植物在0时～12时吸收的速率。假设一昼夜6时日出，18时日落。请据图回答下列问题(提示：图中a和b时间点的含义相同)：

(1)一昼夜中，密闭大棚内浓度最高的时是     。
(2)一昼夜中，植物积累有机物最多的时间点是     。
(3)若10时的气温与夜间相同，此时大棚内植物光合作用利用的量为     mg／h。
(4)一昼夜中，只进行细胞呼吸的时间段是      。
(5)若在24时突然给予适宜光照，短时间内叶绿体内含量将       (增加／减少／不变)。

为了提高温室的经济效益，需要调控好温室内的光照、温度、气体和湿度。科研人员对温室栽种的作物进行了相关研究，以下是实验测得的有关数据。甲表所示为特殊的装置内，给予不同强度的光照，测到的该植物的氧气释放量。乙图表示该作物相对光合速率(即净光合速率)与叶龄的关系，A点表示幼叶成折叠状，B点表示叶片充分展开，丙图中曲线1、2分别表示作物在适宜的光照强度下的实际光合量和净光合量。
表甲

光照强度（klux）	0	2	4	6	8	10	12	14
02释放量 (uL／cm^2叶面·min)	－0.2	O	O. 2	0.4	0.8	1.2	1.2	1.2

根据上述有关数据，回答下列有关问题：
(1) 从甲表可知，在光照强度为4千勒克斯时，该作物光合作用的实际产氧量为       uL／cm²叶面·min。
(2)由乙图分析：
①新形成的嫩叶净光合速率(净光合速率===实际光合速率一呼吸速率)较低，从光合作用的光反应角度分析是由于                 ；            。从光合作用暗反应角度分析，可能的原因是        。
②CD段相对光合速率明显下降的原因是        。
(3)由丙图分析：最有利于积累有机物的温度是        ；假如植物生活在12小时光照，12小时黑暗的环境中，则在环境温度达到约        时，该植物就不能正常增长。

下图中．甲为正常绿色植物的叶绿素a的吸收光谱、色素总吸收光谱以及光合作用的作用光谱曲线图（作用光谱代表各种波长下植物的光合作用效率），乙表示光台作用发生的细胞结构及物质变化；丙为外界因素对光合作用影响的关系图。请分析回答：

（1）甲图中，总吸收光谱曲线与叶绿素吸收光谱曲线谱曲线存在差异的原因分别是________________________________________________
（2）作用光谱代表了光合作用的进行状况，最直接的指标反映是乙图中物质A的生成量，这里A指____，除此外，下列哪些物质的的化趋势也与甲图中的作用光谱曲线基本一致___________________________________________________________
甲：O₂的释放量  乙：C₃化台物的总量  丙：C₅化台物的总量丁：CO₂的戏收量
（3）光合作用过程中，乙图中[  ]____部位的磷酸含量最高
（4）丙图中，如果x代表温度，其主要通过影响____来影响光合怍用强度{如果，代表CO₂的含量，其主要通过影响____的产生来影响光台作用强度。
（5）在一定的CO₂浓度和适宜温度下，每天把某植物置于4千勒克司光照下 8 小时（此时测得光合速率为为吸收CO₂30.0mg/100cm²叶·小时），其余时间置于黑暗中（呼吸作用速率为10.0mg CO₂/100cm²叶·小时）。如果长期这样处理，该植物是否可以正常生长？__________________________ （其他生活条件均为适宜状态）

智能温室无土栽培作物，易于管理，优质高产。该项技术广泛应用于现代农业。
（1）无土栽培所用营养液中的无机盐在植物体内的作用是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。植物因种类和生长发育阶段不同对无机盐的需求也不同，所以应视具体情况调整＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿，供作物＿＿＿＿性吸收无机盐离子。
（2）营养液中某些无机盐离子浓度比根细胞内的低，植物仍可以通过＿＿＿＿＿＿方式吸收。若栽培池内较长时间通气不畅，作物根部可能出现的症状是＿＿＿＿，其生理原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）下图表示温室内光照强度（E）与作物光合速率（v）的关系。在温度、水分和无机盐均适宜的条件下，当E<B时，增大光合速率的主要措施是＿＿＿＿＿＿＿＿；当B<E<C时，限制作物增产的主要因素是＿＿＿＿；当E>C时，可采取＿＿＿＿措施，保证作物的最大光合速率，如遇连续阴天，温室需补光，选用＿＿＿＿光最有效。

(16分)某实验室将水稻幼苗固定于无底反应瓶中，实验装置如图所示。该装置是根据比重浮沉的原理，由称量浸没在液体中的瓶所受浮力的改变值测量气体量的改变的。

（1）、利用该装置可以测定呼吸作用与光合作用导致的瓶内气体容积的变化。调节天平平衡，在适宜的光照强度下，光照15 min后，指针向       (左、右)偏转，原因是         接着进行遮光处理，指针将        ，原因是                             。 
（2）、利用该装置还可以探究水稻幼苗地上部分能否向根系供氧，以天平指针偏转1格所需要的时间作为观测指标，完成实验。
⑴步骤：
步骤1：将装置中的缓冲液换成NaOH溶液；
步骤2：调节天平平衡，           ，记录天平指针偏转l格所需要的时间记为t₁；
步骤3：                     ，记录天平指针偏转1格所需要的时间记为t₂。
⑵预期实验结果并得出结论：
①           　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②           　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

某学生兴趣小组为了探究光照、二氧化碳不足分别对光合作用的影响，将叶片用打孔器打出小圆片数片，抽取小叶圆片内气体使之下沉于冷开水中置于黑暗处备用，实验中根据在不同条件下小叶圆片上浮所需时间的长短推测光合作用的相对强弱。请回答：
(1)实验1：取一小烧杯，编号A，加入一定量的冷开水；再加入一定量的NaHCO₃粉末，使其在水中溶解；用纱布包裹小烧杯后，置于适宜温度下水浴保温；放入小叶圆片10片，待小叶圆片下沉于水底，将小烧杯置于日光灯下；记录叶片上浮所需时间。
①参照实验1请简要写出实验2应变化的条件：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
②参照实验1请简要写出对照组应变化的条件：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(2)实验结果：
实验组1：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
实验组2：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
对照组：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(3)上述实验的自变量是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；上述实验还可以根据＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿推测因变量的变化。
(4) 浸没于水中的小叶圆片上浮的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

下图曲线A、B分别是藓类植物在不同温度条件下的光合作用速率和呼吸速率曲线图。根据此图回答下列有关问题：

⑴植物表观光合速率是指光合作用速率与呼吸速率的代数和。请在原图上画出2-20℃范围内表观光合速率的变化曲线。
⑵假设白天光照时间为10小时。在白天温度18℃，晚上温度为10℃的情况下，植物在一天中积累的有机物（葡萄糖）量是＿＿＿＿＿。
⑶其它条件不变，白天在下列＿＿＿温度条件下最有利于植物的生长？
A．4℃    B．6℃    C．10℃    D．16℃
⑷光合速率和呼吸速率随温度变化而变化，是因为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
⑸下图是植物光合作用强度与光照强度和二氧化碳浓度的关系曲线，有关该曲线的下列叙述中，不正确的是＿＿＿。

A．d点处的光反应速度大于a点
B．b点处的暗反应速度大于a点
C．同一叶绿体内a点与c点比较， c点处ATP和〔H〕的数量较多
D．同一叶绿体内b点与d点比较，b点处 C3化合物的数量较多

(12分)农民利用大棚将玉米和大豆种子间行播种，可提高光能利用率，并使玉米和大豆提前上市。下图为夏初晴朗天气时所测得的玉米一昼夜氧气吸收、释放量的变化曲线。请据图分析回答：

⑴玉米种子萌发初期，种子内还原性糖的含量将______，胚中有机物含量将_______。
⑵与大豆相比，玉米叶片中特有的含叶绿体的细胞是________。当大棚中CO₂含量降低时，生长最先受到影响的植物是________；原因是______________________。
(3)与D点相比，H点时大棚内氧气含量____。如果土壤中缺镁，E点时的O₂释放量将____。
(4)收割后，大豆的根、茎、叶还可作为绿肥，尤其可增加土壤中矿质元素_____的含量，土壤中的某种微生物如___________，独立生活时也可通过其生理作用增加土壤中该矿质元素的含量。

(18分)下图甲为光合作用的实验，乙为黑藻，图丙表示植物细胞与外界环境间、叶绿体与线粒体间气体交换，图丁表示光强度与光合作用速率的关系。请据图回答：

(1)图丙中光反应发生[ ]＿＿＿＿中。
(2)如图甲所示，该实验的因变量是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
(3)黑藻的叶肉细胞处于丙图状态时，对应图丁曲线中＿＿＿＿。
(4)如果A点时CO₂释放量为aμmol/m².s，C点时的CO₂吸收量为bμmol/m².s，则在C点时O2的产生量为＿＿＿＿ μmol/m².s。
(5)将黑藻放在特定实验装置内，研究温度对光合作用与呼吸作用的影响（其余的实验条件都是理想的),实验以二氧化碳的吸收量与释放量为指标。实验结果如下表所示：“若在昼夜不停的关照下，则该植物的最适宜温度是＿＿＿＿，在35℃时，该植物每小时实际光合作用速率为＿＿＿＿＿＿＿＿。(用C0₂吸收量表示)

温度（℃）	5	10	15	20	25	30	35
光照下吸收CO2（mg/h）	1.00	1.75	2.50	3.15	3.75	3.53	3.00
黑暗中释放CO2（mg/h）	0.50	0.75	1.25	1.75	2.25	3.00	3.50

图1表示细胞代谢的某些过程，图2表示光照强度与二氧化碳吸收量的关系。请据图回答问题：（图中数字代表物质，a、b、c代表细胞器）

图1                          图2
（1）图1中a、b、c的结构名称依次是＿＿＿、＿＿＿、＿＿＿。
（2）图1中物质④的名称是＿＿＿，葡萄糖→③过程中还能产生的物质是＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（3）光合作用暗反应阶层的场所是图1[    ]中的＿＿＿＿＿＿。
（4）将植物置于完全黑暗条件下24小时后，给植物提供H₂¹⁸O，继续置于黑暗条件下，一段时间后除水外还能在＿＿＿（填物质名称）中检测到¹⁸O。
（5）若该细胞是成熟的叶肉细胞，其吸收水分的主要方式是＿＿＿＿＿＿。
（6）在温度、水分适宜的条件下，图2BC段限制作物增产的主要因素是＿＿＿，若要进一步提高温室中农作物的产量，具体可行的措施是＿＿＿＿（从以下选项中选出所有合理答案）

A．施用NH4HCO3	B．增加光照强度	C．使用CO2发生器
D．施农家肥 E．与鸡（猪）舍连通 F．开窗通风

在一定实验条件下，测得某植物光合作用速率与光照强度之间的关系（氧气浓度为15%）、呼吸作用与氧气浓度之间的关系及光合作用速率与温度之间的关系如下图所示，请据图回答下列问题：

（1）请写出该植物光合作用与细胞有氧呼吸的反应式；
①＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
②＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
（2）影响图甲中a曲线A点上下移动的主要外界因素是＿＿＿＿ ；图乙中细胞呼吸有关曲线的数据需在＿＿＿＿条件下测量。
（3）由图丙可知，40°C时，植物体＿＿（填“能”或“不能”）显示生长现象；而5°C时的状态可用图甲中＿＿（填“A”、“B”或“C”）点表示。
（4）绘制下列有关曲线图：
①图甲中光合作用强度是用CO₂吸收量（mol/h）表示的，如果改为O₂的吸收量（mol/h）表示（不考虑无氧呼吸），请在上面图甲中再绘出光合作用强度与光照强度的关系曲线；
②在上面图乙中再绘出无氧呼吸CO₂的释放量与O₂浓度的关系。

以不同植物为材料做下列两组实验，根据实验回答下列问题：
实验一：以同一双子叶植物的叶为材料，用打孔器制成叶圆片分成两等份放人装有水的瓶中，通过气泵抽出叶中气体直至叶圆片降至瓶底。再将气泵处密封，以图中所示装置进行实验，将两个装置都放在阳光下，一定时间后，观察装置发生的变化。

（1）叶圆片在实验前，为什么必须抽出气体让其下沉？
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
（2）B试管中叶片会＿＿＿，其原因是因为A瓶中酵母菌＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；
（3）C试管中叶片＿＿＿，其原因是因为D瓶中乳酸菌＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
实验二：如果用图中E试管和F试管敞开口培养小球藻，在培养液中加入H₂¹⁸O。
（4）一段时间后在周围的空气中检测到放射性的物质有¹⁸O₂、C¹⁸O₂，它们分别是由＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿产生的。
若E试管用完全培养液，F试管用缺镁的营养液，研究光照强度对E、F两试管中小球藻产生氧气量的影响，结果如右上坐标图，分别用相对应的E、F两曲线表示。据图回答：
（5）对小球藻来说，光照强度为Q时对应下图中存在的箭头有（填序号）＿＿＿＿＿。 

（6）当光照强度小于M时，限制F试管光合作用强度的主要因素是＿＿＿＿＿。
（7）造成E、F两试管净氧量差异的原因是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。